Экзоскелет смолянина Андрея Борисова

http://www.rabochy-put.ru - Добавил Vira в категорию Здоровье

Кто из нас не завидовал миллионеру-изобретателю Тони Старку, главному герою фильма «Железный человек», который в своем суперкостюме летал даже в параллельные миры и возвращался целым и невредимым? Смоленский математик Андрей Борисов не завидует, а пытается воплотить мечту миллионов в реальность.
О чем мечтает человечество?

Конечно, иметь суперспособности! Не об этом ли сказки про ковер-самолет, сапоги-скороходы, криптонит и прочие «гаджеты», делающие человека всемогущим? Например, в том самом костюме «железного человека» можно делать буквально все: летать, поднимать любые тяжести, воевать, спать, ходить в туалет… В общем, при желании даже насовсем поселиться! Но мало кто знает, что правильное название чудо-одежки вовсе не «железный человек», а «экзоскелет».

Воплощать мечту об экзоскелетах в реальность человечество начало уже в XIX веке. В 1890-х годах русский инженер Николай Фердинандович Ягн запатентовал ряд изобретений, позволявших облегчить прыжки и ходьбу. Снова в Штатах, но уже в 1960-х, небезызвестной компанией General Electric предпринята очередная попытка – 680-килограммовый Hardiman.

Детище оказалось неудачным; однако именно с тех пор попытки создать экзоскелет, многократно увеличивающий силу мышц, не прекращаются по всему миру. В наше время количество ученых, которые бьются над созданием идеального экзоскелета, велико как никогда. Но тут дело обстоит как 60 лет назад с полетами в космос: передовые страны денег на разработки не жалеют, но подробности исследований друг от друга тщательно скрывают – чтобы конкуренты не украли.
Чем плох экзоскелет

Правда, сделать так, чтобы «суперодежка» давала своему хозяину ощущение полного комфорта при движении, - одна из самых сложных задач, над которыми сейчас работают ученые всего мира. Увы, пока не очень успешно: движения роботов совсем не похожи на человеческие. Живой человек в экзоскелете зачастую чувствует себя так, словно надел… например, очень неудобные, жесткие и большие сапоги-скороходы.

Многочисленные эксперименты, которые проводят ученые по всему миру, пока не дают оптимального решения этой проблемы. Андрей Борисов предлагает свою версию: использовать звенья переменной длины и те самые дифференциальные уравнения движения - и человек сможет удобно перемещаться совместно с экзоскелетом.

Разработанная модель абстрактна (финансирования на создание «железа» просто нет), но она показывает: проблему синхронизации человека и экзоскелета решить можно. И это особенно важно для реабилитации людей с ограниченными возможностями здоровья, которым любой дискомфорт несет боль.

Адекватного решения для подзарядки экзоскелетов пока тоже никто в мире не нашел. Сейчас для этого нужны либо огромные и сверхмощные батарейки (хватает их не очень надолго), либо питание от электросети через шнур. А это значит, что от розетки в экзоскелете далеко не уйдешь…
Реально существующие модели

Но, несмотря на массу нерешенных проблем, десяток официально афишированных версий экзоскелетов все-таки имеется. Причем нетрудно догадаться, что разработана эта чудо-одежда в основном в США и Японии. Впрочем, официально афиширована и модель российского производства, предназначенная для медицинских нужд, - «ЭкзоАтлет». Выглядят экзоскелеты по-разному, решают разные задачи. Так, японский Mobile Suit предназначен для защиты людей от радиации и перегрева (на разработку «вдохновила» авария на АЭС «Фукусима»). А вот американская разработка HULC, позволяющая простому солдату «без напряга» носить до 140 кг, должна в ближайшем будущем использоваться для нужд армии.

Мечтает опробовать свои теоретические разработки и смоленский математик. Увы, пока реальных предложений от инвесторов (частных или государственных) Андрею Борисову не поступало.

Однако работа отмечена на региональном уровне: на конкурсах молодых ученых Смоленской области автор занял 2-е место в 2009 году, 1-е место в 2010 году и 1-е место в 2012-м. А его книга, посвященная проблемам создания экзоскелета, стала лауреатом Всероссийского конкурса на лучшую научную книгу 2012 года.

Андрей Борисов – обладатель гранта Президента Российской Федерации для молодых ученых - кандидатов наук, двух грантов Российского фонда фундаментальных исследований.
Смоленский Тони Старк

Андрей Борисов, доцент кафедры высшей математики Смоленского филиала ФГБОУ ВО «НИУ МЭИ», тоже много лет участвует в этой гонке. От создания моделей антропоморфных (человекообразных) роботов и математических расчетов эндопротезов (которые устанавливаются внутри живого организма) смоленский ученый пришел к теме экзоскелетов - «панцирей» для человека.

«Система управления экзоскелетом, - отмечает Андрей Борисов, - построена на преобразовании и усилении нервных импульсов человека».

Отсюда, собственно говоря, и сверхвозможности, которые дает «железо». Но далеко не все знают, что в действительности экзоскелет «подстраивается» под своего владельца, очень быстро решая в процессе сложные математические дифференциальные уравнения.
«Порш- Кайен» дешевле

И самый интересный вопрос: сколько же стоит экзоскелет? Самое дешевое устройство - Cyberdyne, заявленное японцами еще в 2009 году, оценивается в $4200, однако в России его не купишь. Стоимость экзоскелета у нас в стране, если верить специализированным сайтам, начинается с 4 млн. рублей. Причем по виду это скорее напоминает модифицированные ходунки, а вовсе не костюм «железного человека». И без костылей в таком костюме все равно не походишь.

Остается констатировать: на данный момент мечта человека о совершенном экзоскелете воплощена разве что в кино. А для среднестатистического гражданина суперкостюм и вовсе вне досягаемости. Но нет сомнений, что рано или поздно человечество возьмет и этот рубеж. И как знать, возможно, всего через пару десятков лет мы все будем летать как Тони Старк и забудем о старости, болезнях, войнах и тяжелом физическом труде.
Смотрим и вдохновляемся

О прекрасном (или не очень) будущем с участием экзоскелетов повествуют фильмы: «Чужие» (1986), «Железный человек» - 1, 2, 3 (2008, 2010, 2013), «Аватар» (2009), «Район №9» (2009), «Мстители» (2012), «Элизиум» (2013), «Грань будущего» (2014), «Мстители: эра Альтрона» (2015).

Рабочий путь
Самые свежие новости Смоленска на нашей странице в Вконтакте

Читайте также

Добавить комментарий

Войдите, чтобы комментировать или зарегистрируйтесь здесь